KR20190076155A - 터치 패널 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법 - Google Patents

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정진수
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Abstract

본 발명은 터치 센싱 기간에 터치를 센싱하는 터치 전극에 인접한 터치 전극들에만 LFD 신호를 인가하고 나머지 터치 전극들은 접지시켜 소비 전력 및 주파수성 또는 소리 노이즈를 감소시키기 위한 터치 패널 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치는, 패널 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 터치 전극들; 및 상기 복수개의 터치 전극들을 구동하는 복수개의 멀티플렉서들을 포함하고, 각 멀티플렉서는, 복수개의 출력 채널과, 상기 복수개의 출력 채널들 중 하나의 채널에 터치 센싱 신호를 출력하기 위한 제 1 스위칭 블록과, 상기 복수개의 출력 채널들 중 상기 터치 센싱 신호가 출력되는 채널의 양쪽 인접 채널들에 LFD 신호를 출력하기 위한 제 2 스위칭 블록과, 상기 복수개의 출력 채널들 중 상기 터치 센싱 신호 및 상기 LFD 신호가 출력되는 채널을 제외한 나머지 출력 채널들에 접지 신호 및 플로우팅 신호를 출력하기 위한 제 3 스위칭 블록을 구비한 것이다.

Description

터치 패널 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법{Touch panel liquid crystal display device and method for driving the same}
본 발명은 터치 패널 액정표시장치 및 그의 구동 방법에 관한 것으로, 특히 소비 전력을 감소시키고, 주파수성 및 소리 노이즈를 감소시키기 위한 터치 패널 액정표시 장치 및 그의 구동 방법에 관한 것이다.
멀티미디어의 발달과 함께 평판 표시 장치의 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등의 평판 표시 장치가 상용화되고 있다.
이러한, 평판 표시 장치 중에서 액정 표시장치는 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인해 이동형 평판 표시 장치로 많이 사용되고 있으며, 특히 노트북이나 컴퓨터 모니터, 및 텔레비젼 등으로 다양하게 사용되고 있다.
상기 액정 표시 장치 상에 손이나 스타일러스 펜(stylus pen)등이 접촉되는 터치 지점에서 저항이나 정전 용량과 같은 전기적인 특성이 변하여 그 터치 지점을 감지하여, 그 터치 지점에 대응되는 정보를 출력하거나 연산을 수행하는 터치 패널을 적층한 터치 패널 액정 표시 장치가 널리 사용되고 있다.
이와 같은 터치 패널 액정 표시 장치는 유저 인터페이스의 하나로써, 그 응용 범위가 소형 휴대용 단말기, 사무용 기기, 모바일 폰 등으로 확대되고 있다.
그러나, 이와 같이 액정 표시 장치 상에 별도의 터치 패널을 적층한 방식은, 그 두께가 두꺼워져서 박형화에 한계가 있다는 점과, 적층된 패널을 통과하면서 빛의 투과 효율이 감소하는 점과, 생산비가 증가한다는 점과 같은 단점을 가지고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 액정 표시 장치의 화소 영역에 터치 센서가 내장되는 인-셀 타입(In-cell type)의 터치 패널 액정 표시 장치가 제안되었다.
도 1은 종래의 인-셀 타입 터치 패널 액정 표시 장치에서 외부에서 신호 전압이 인가되는 부분만 도시한 계략적인 단면 구조도이다.
종래의 인 셀 타입의 터치 패널 액정 표시 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 박막트랜지스터 어레이 기판(1) 상에 게이트 라인 (gate), 데이터 라인(Source) 및 공통 전극(Vcom)이 형성되고, 컬러 필터 어레이 기판(2)의 배면에 서브 화소 간의 혼색을 방지하기 위한 블랙 매트릭스층(3)과 상기 블랙 매트릭스층(3) 사이의 각 화소 영역에 칼라필터층(4)이 형성된다.
또한, 상기 컬러 필터 어레이 기판(2)의 상면에 터치 센싱을 위해 비교적 고 저항(수십 MΩ)을 갖는 Y3막(8)이 형성되고, 상기 Y3막(8)위에 상부 편광판(7) 및 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(1)의 배면에 하부 편광판(6)이 형성된다. 상기 Y3막(5)은 상기 컬러 필터 어레이 기판(2)의 상면에 전체에 일체로 형성된다.
그리고, 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 박막트랜지스터 어레이 기판(11)과 상기 컬러 필터 어레이 기판(21) 사이에 액정층이 충진된다.
도 2는 상기 도 1에 도시한 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 파형도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 일반적으로 터치 패널 액정 표시 장치의 구동은 표시 기간과 터치 센싱 기간으로 구분된다.
따라서, 상기 표시 기간에는 상기 복수개의 게이트 라인(Gate)들에 순차적으로 스캔 신호가 인가되고, 상기 복수개의 데이터 라인들에 데이터 전압이 인가되고, 상기 공통 전극(Vcom)에 공통 전압이 인가되어 영상을 표시한다. 그리고, 터치 센싱 기간에는 상기 복수개의 게이트 라인(Gate)들, 상기 복수개의 데이터 라인들 및 상기 공통 전극(Vcom)에 구형파와 같은 LFD(Load Free Drive) 신호가 인가되어 터치를 센싱한다.
상기 고 저항 Y3막(8)은, 상기 표시 기간 및 터치 센싱 기간의 모든 기간에, 접지(GND)된다.
이와 같이 구성되는 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 전극은 도 3에 도시한 바와 같이 구성된다.
도 3은 종래의 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 전극 배치 및 구동 회로 구성도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 터치 패널 액정 표시 장치는 자기 정전 용량 방식의 인-셀 터치 액정 표시 장치(Self Capacitance type In cell touch Liquid crystal display device)로서, 터치 표시 패널(11)에는 복수개의 터치 전극(13)이 매트릭스 형태로 배치된다. 하나의 터치 전극(13)은 인접한 복수개의 서브 화소 단위로 패터닝된다. 즉 하나의 터치 전극(13)은 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전도성 물질로 형성되어 표시 기간에는 공통 전극의 기능을 수행한다. 상기 복수개의 터치 전극(13)은 데이터 드라이버 IC에 내장된 복수개의 멀티플렉서(Mux)(15)에 의해 구동된다. 따라서, 동일 수평 라인 방향으로 배열된 복수개의 터치 전극(13)은 하나의 멀티플렉서(15)에 의해 구동되므로, 해당 멀티플렉서(Mux)(15)와 해당 복수개의 터치 전극(13)은 터치 라우팅 라인(14)에 의해 전기적으로 연결되어 있다.
상기 각 멀티플렉서(15)는 이후에 설명할 도 5와 같이, 센싱부(16)에서 출력되는 센싱 신호를 임의의 채널에 선택적으로 출력하고, 나머지 채널들에서는 LFD 신호를 출력한다.
이와 같은 구성을 갖는 종래의 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 센싱 기간에는 모든 터치 전극들을 동시에 센싱하는 것이 아나라, 1개 또는 2개의 수직 라인 선상의 터치 전극들에 터치 신호를 인가하여 터치를 센싱하고, 상기 터치를 센싱하는 전극들에 인접한 라인들의 터치 전극들에는 LFD 신호를 인가하였다.
도 4는 종래의 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 센싱 기간에 센싱 신호 및 LFD 신호가 인가되는 예의 설명도이고, 도 5는 도 3의 멀티플렉서의 구체적인 구성도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 종래의 터치 패널 액정 표시 장치는 터치 센싱 기간에 1개 또는 2개의 수직 라인 선상의 터치 전극들에 터치 신호를 인가하여 터치를 센싱하고, 상기 터치를 센싱하는 전극들 이외의 터치 전극들에는 LFD 신호를 인가하였다. 도 4에서, 노란색 부분이 터치를 센싱하는 전극들이고, 파란색 부분이 LFD 신호가 인가되는 터치 전극들이다.
즉, 터치를 센싱하는 터치 전극과 상기 터치를 센싱하는 터치 전극에 인접한 터치 전극 간의 커패시턴스를 줄이기 위하여 상기 터치를 센싱하는 전극들 이외의 터치 전극들에는 LFD 신호를 인가하였다.
이와 같이, 터치를 센싱하는 터치 전극에 센싱 신호를 인가하고 상기 터치를 센싱하는 전극들 이외의 터치 전극들에는 LFD 신호를 인가하는 멀티플렉서(Mux)의 구성은 도 5에 도시한 바와 같다.
즉, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 복수개의 터치 전극(13)은 복수개의 멀티플렉서(Mux)(15)에 의해 구동된다. 따라서, 각 멀티플렉서(15)는 9개의 출력 채널(1~9)과, 상기 9개의 출력 채널(1~9) 중 하나의 채널에 센싱부(AFE, Analog Front End, 16)로부터 센싱 신호를 출력하기 위한 제 1 스위칭 블록(10)과, 상기 9개의 출력 채널(1~9) 중 센싱 신호가 출력되는 채널을 제외한 나머지 출력 채널들에 LFD 신호 출력부(LFD)로부터의 LFD 신호를 출력하기 위한 제 2 스위칭 블록(20)을 구비한다.
도 5에서는 각 멀티플렉서(Mux, 15)가 9개의 채널을 구비함을 제시하고 있다. 또한, 도 5(a)는 제 1 채널(1)에 센싱 신호가 인가되고 나머지 제 2 내지 제 9 채널(2~9)에는 LFD 신호가 인가됨을 도시하였고, 도 5(b)는 제 9 채널(9)에 센싱 신호가 인가되고 나머지 제 1 내지 제 8 채널(1~8)에는 LFD 신호가 인가됨을 도시하였다.
여기서, 상기 센싱 신호와 LFD 신호는 동일한 파형을 갖는다.
이와 같이, 종래의 터치 패널 액정 표시 장치는, 터치 센싱 기간에 터치를 센싱하는 터치 전극에 센싱 신호를 인가하고 상기 터치를 센싱하는 전극들 이외의 터치 전극들에는 LFD 신호를 인가하였다.
따라서, 상기 터치를 센싱하는 전극들 이외의 터치 전극들에는 LFD 신호를 인가하므로 LFD 신호를 구동하기 위한 소비 전력이 증가하였다.
또한, LFD 신호와 동일한 파형인 센싱 신호와 LFD 신호를 모든 터치 전극에 인가하므로, 상기 신호에 의해 터치 패널에서 진동이 발생되어 소리 노이즈(Audible Noise)가 증가하였다.
또한, 1 프레임(16.7ms) 동안 표시와 터치를 다수번 반복하여 구동하는 롱-에이치(Long-H) 방식으로 터치 패널 액정 표시 장치를 구동할 경우, 주기성 노이즈가 발생한다. 즉 1 프레임(16.7ms) 동안 표시와 터치를 18 또는 19번 반복하여 구동할 경우, 1.2Khz의 주기성 노이즈가 발생하였다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터치 센싱 기간에 터치를 센싱하는 터치 전극에 인접한 터치 전극들에만 LFD 신호를 인가하고 나머지 터치 전극들은 접지시켜 소비 전력 및 주파수성 또는 소리 노이즈를 감소시키기 위한 터치 패널 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치는, 패널 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 터치 전극들; 및 상기 복수개의 터치 전극들을 구동하는 복수개의 멀티플렉서들을 포함하고, 각 멀티플렉서는, 복수개의 출력 채널과, 상기 복수개의 출력 채널들 중 하나의 채널에 터치 센싱 신호를 출력하기 위한 제 1 스위칭 블록과, 상기 복수개의 출력 채널들 중 상기 터치 센싱 신호가 출력되는 채널의 양쪽 인접 채널들에 LFD 신호를 출력하기 위한 제 2 스위칭 블록과, 상기 복수개의 출력 채널들 중 상기 터치 센싱 신호 및 상기 LFD 신호가 출력되는 채널을 제외한 나머지 출력 채널들에 접지 신호 및 플로우팅 신호를 출력하기 위한 제 3 스위칭 블록을 구비함에 그 특징이 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치는, 패널 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 터치 전극들; 및 상기 복수개의 터치 전극들을 구동하는 복수개의 멀티플렉서들을 포함하고, 상기 복수개의 멀티플렉서들은, 모든 출력 채널들에 터치 센싱 신호를 출력하는 적어도 하나의 멀티플렉서와, 상기 모든 출력 채널들에 터치 센싱 신호를 출력하는 적어도 하나의 멀티플렉서에 상하로 인접하게 배치되어 상기 모든 출력 채널들에 LFD 신호를 출력하는 멀티플렉서들과, 상기 모든 출력 채널에 접지 신호 및 플로우팅 신호를 출력하는 나머지 멀티플렉서를 구비함에 또 다른 특징이 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법은, 패널 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 터치 전극들과 상기 복수개의 터치 전극들을 구동하는 복수개의 멀티플렉서들을 구비한 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 적어도 하나의 수직 라인의 복수개의 터치 전극들에 터치 센싱 신호를 인가하고, 상기 터치 센싱 신호를 인가되는 적어도 하나의 수직 라인에 양쪽으로 인접한 수직 라인의 복수개의 터치 전극들에 LFD 신호를 인가하고, 나머지 복수개의 터치 전극들은 접지 또는 플로우팅시킴에 그 특징이 있다.
여기서, 각 멀티플렉서는 (n)개의 채널을 구비하고, (k)번째 채널에 터치 센싱 신호를 출력하고, (k-1)번째 및 (k+1) 번째 채널에 LFD 신호를 출력하고, 나머지 채널들을 접지 또는 플로우팅시킴을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법은, 패널 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 터치 전극들과 상기 복수개의 터치 전극들을 구동하는 복수개의 멀티플렉서들을 구비한 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서, 적어도 하나의 수평 라인의 복수개의 터치 전극들에 터치 센싱 신호를 인가하고, 상기 터치 센싱 신호를 인가되는 적어도 하나의 수평 라인에 상하로 인접한 수평 라인의 복수개의 터치 전극들에 LFD 신호를 인가하고, 나머지 복수개의 터치 전극들은 접지 또는 플로우팅시킴에 또 다른 특징이 있다.
여기서, (k)번째 멀티플렉서는 모든 채널에 터치 센싱 신호를 출력하고, (k-1)번째 및 (k+1) 번째 멀티플렉서들은 모든 채널에 LFD 신호를 출력하고, 나머지 멀티플렉서들은 모든 채널들을 접지 또는 플로우팅시킴을 특징으로 한다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 터치를 센싱하는 일 수직 라인 또는 수평 라인의 터치 전극들 양쪽으로 인접한 수직 라인 또는 수평 라인의 터치 전극들에는 LFD 신호가 인가되고, 나머지 터치 전극들은 접지(GND)되거나 플로우팅(Floating)되므로, 소비 전력이 감소하고, 주기성 및 소리 노이즈들이 감소하게 된다.
도 1은 종래의 인-셀 타입 터치 패널 액정 표시 장치에서 외부에서 신호 전압이 인가되는 부분만 도시한 계략적인 단면 구조도
도 2는 상기 도 1에 도시한 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 파형도
도 3은 종래의 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 전극 배치 및 구동 회로 구성도
도 4는 종래의 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 센싱 기간에 터치 전극에 인가되는 신호 설명도
도 5는 도 3의 멀티플렉서의 구체적인 구성도
도 6은 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 전극 배치 및 구동 회로 구성도
도 7은 본 발명에 따른 멀티플렉서의 구체적인 구성도
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 센싱 기간에 터치 전극에 인가되는 신호 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 센싱 기간에 터치 전극에 인가되는 신호 설명도이다.
도 10은 종래와 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 주기성 노이즈 비교 그래프
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치 및 그의 구동 방법을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 전극 배치 및 구동 회로 구성도이고, 도 7은 본 발명에 따른 멀티플렉서의 구체적인 구성도이다.
본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치는 자기 정전 용량 방식의 인-셀 터치 액정 표시 장치로서, 도 6에 도시한 바와 같이, 터치 표시 패널에는 복수개(576개)의 터치 전극(1~576)이 매트릭스 형태로 배치된다.
상기 복수개의 터치 전극(1~576)은 중앙 부분을 중심으로 좌/우측으로 나누어져 각각 32개의 멀티플렉서에 의해 구동된다.
즉, 중앙을 중심으로 좌측에 배치되는 복수개의 터치 전극(1~288)은 제 1 세트의 32개의 멀티플렉서에 의해 구동되고, 중앙을 중심으로 우측에 배치되는 복수개의 터치 전극(289~576)은 제 2 세트의 32개의 멀티플렉서에 의해 구동된다.
각 터치 전극들과 멀티플렉서의 연결 관계는 도 3에 도시한 바와 같이, 각 멀티플렉서는 9개의 채널을 구비한다. 총 576개의 터치 전극들을 구동하기 위해서는 제 1 세트 및 제 2 세트의 멀티플렉서들은 각각 32개의 멀티플렉서를 구비한다.
도 6에서는 구동 방법을 쉽게 설명하기 위하여, 제 1 세트의 32개의 멀티플렉서들의 채널 번호와 제 2 세트의 32개의 멀티플렉서들의 채널 번호가 대칭되도록 설명하였다.
즉, 중앙부분을 중심으로 제 1 세트의 32개의 멀티플렉서들의 9번 채널과 제 2 세트의 32개의 멀티플렉서들의 9번 채널이 인접하게 배치되도록 하였다.
다시말하면, 제 1 세트의 32개의 멀티플렉서들의 채널 번호는 좌측에서 중앙으로 갈수록 채널 번호가 증가되고, 제 2 세트의 32개의 멀티플렉서들의 채널 번호는 중앙에서에서 우측으로 갈수록 채널 번호가 감소된다.
따라서, 도 6과 같이 터치 전극들(1~576)이 배치될 경우, 각 멀티플렉서는 수평 방향의 9개의 터치 전극을 구동한다.
예를들면, 제 1 세트의 제 1 멀티플렉서의 9개의 채널은 터치전극(1, 33, 65, 97, 129, 161, 193, 225, 257)을 구동하고, 제 2 세트의 제 1 멀티플렉서의 9개의 채널은 터치 전극(289, 321, 353, 385, 417, 449, 481, 513, 545)을 구동한다.
이와 같은 방식으로, 제 1 세트의 제 32 멀티플렉서의 9개의 채널은 터치전극(32, 64, 96, 128, 160, 192, 224, 256, 288)을 구동하고, 제 2 세트의 제 32 멀티플렉서의 9개의 채널은 터치 전극(320, 352, 384, 416, 448, 480, 512, 544, 576)을 구동한다.
다르게 표현하면, 제 1 세트의 모든 멀티플렉서의 1번 채널은 차례로 터치 전극들(1~32)을 구동하고, 제 1 세트의 모든 멀티플렉서의 2번 채널은 차례로 터치 전극들(33~64)을 구동하고, 제 1 세트의 모든 멀티플렉서의 3번 채널은 차례로 터치 전극들(65~96)을 구동하고, 제 1 세트의 모든 멀티플렉서의 4번 채널은 차례로 터치 전극들(97~128)을 구동하고, 제 1 세트의 모든 멀티플렉서의 5번 채널은 차례로 터치 전극들(129~160)을 구동하고, 제 1 세트의 모든 멀티플렉서의 6번 채널은 차례로 터치 전극들(161~192)을 구동하고, 제 1 세트의 모든 멀티플렉서의 7번 채널은 차례로 터치 전극들(193~224)을 구동하고, 제 1 세트의 모든 멀티플렉서의 8번 채널은 차례로 터치 전극들(225~256)을 구동하고, 제 1 세트의 모든 멀티플렉서의 9번 채널은 차례로 터치 전극들(257~288)을 구동한다.
또한, 제 2 세트의 모든 멀티플렉서의 9번 채널은 차례로 터치 전극들(289~320)을 구동하고, 제 2 세트의 모든 멀티플렉서의 8번 채널은 차례로 터치 전극들(321~352)을 구동하고, 제 2 세트의 모든 멀티플렉서의 7번 채널은 차례로 터치 전극들(353~384)을 구동하고, 제 2 세트의 모든 멀티플렉서의 6번 채널은 차례로 터치 전극들(385~416)을 구동하고, 제 2 세트의 모든 멀티플렉서의 5번 채널은 차례로 터치 전극들(417~448)을 구동하고, 제 2 세트의 모든 멀티플렉서의 4번 채널은 차례로 터치 전극들(449~480)을 구동하고, 제 2 세트의 모든 멀티플렉서의 3번 채널은 차례로 터치 전극들(481~512)을 구동하고, 제 2 세트의 모든 멀티플렉서의 2번 채널은 차례로 터치 전극들(513~544)을 구동하고, 제 2 세트의 모든 멀티플렉서의 1번 채널은 차례로 터치 전극들(545~576)을 구동한다.
각 멀티플렉서는, 도 7에 도시한 바와 같이, 9개의 출력 채널(1~9)과, 상기 9개의 출력 채널(1~9) 중 하나의 채널에 센싱부(AFE, Analog Front End, 16)로부터 센싱 신호를 출력하기 위한 제 1 스위칭 블록(10)과, 상기 9개의 출력 채널(1~9) 중 센싱 신호가 출력되는 채널의 양쪽 인접 채널들에 LFD 신호 출력부(LFD, 17)로부터의 LFD 신호를 출력하기 위한 제 2 스위칭 블록(20)와, 상기 9개의 출력 채널(1~9) 중 상기 센싱 신호 및 상기 LFD 신호가 출력되는 채널을 제외한 나머지 출력 채널들에 접지 신호 및 플로우팅 신호를 출력하기 위한 제 3 스위칭 블록(30)을 구비한다. 여기서, 상기 제 1 내지 제 3 스위칭 블록(10, 20, 30)은 제어 신호에 의해 제어된다.
도 7(a)는 상기 센싱부(16)로부터의 센싱 신호가 1번 채널(1)에 인가되고, 상기 LFD 신호 출력부(LFD, 17)로부터의 LFD 신호가 2번 채널(2)에 인가되며, 나머지 3 내지 9번 채널(3~9)에는 접지 또는 플로우팅 신호가 인가됨을 도시하였고, 도 7(b)는 상기 센싱부(16)로부터의 센싱 신호가 9번 채널(9)에 인가되고, 상기 LFD 신호 출력부(LFD, 17)로부터의 LFD 신호가 8번 채널(8)에 인가되며, 나머지 1 내지 7번 채널(1~7)에는 접지 또는 플로우팅 신호가 인가됨을 도시하였다.
여기서, 상기 센싱 신호와 LFD 신호는 동일한 파형을 갖는다.
상기 터치 전극들의 수 및 멀티플렉서들의 수와 각 멀티플렉서들의 채널 수는 도 6 및 도 7에 한정되지 않고, 표시 패널의 크기 및 해상도 등에 따라 다양하게 가변될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법을 설명하면 다음과 같다.
터치 전극들의 센싱은 수직 방향의 터치 전극들을 동시에 센싱하는 방식으로 센싱한다. 예를들면, 제 1 및 제 2 세트의 모든 멀티플렉서들(64개)의 9번 채널로 터치 센싱 신호가 출력되어 중앙 부분의 2개의 수직 라인의 터치 전극들(257~320)이 터치 센싱이 진행되고, 그 다음은 제 1 및 제 2 세트의 모든 멀티플렉서들(64개)의 8번 채널로 터치 센싱 신호가 출력되어 다음 2개의 수직 라인의 터치 전극들(225~256 및 321~352)이 터치 센싱되고, 이와 같은 과정을 반복하여 제 1 및 제 2 세트의 모든 멀티플렉서들(64개)의 1번 채널로 터치 센싱 신호가 출력되어 가장 좌측 수직 라인의 터치 전극들(1~32) 및 가장 우측 수직 라인의 터치 전극들(545~576)이 터치 센싱된다.
여기서, 터치 전극들의 센싱 순서는 다양하게 가변될 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 중앙 부분에서 가장자리 방향으로 터치 전극들이 센싱될 경우, 터치를 센싱하는 터치 전극들에 양쪽으로 인접한 수직 라인의 터치 전극들에는 LFD 신호가 인가되고, 나머지 터치 전극들은 접지(GND)되거나 플로우팅(Floating)된다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 센싱 기간에 터치 전극에 인가되는 신호 설명도이다.
도 8에서 노란색 부분이 터치를 센싱하는 전극들이고, 파란색 부분이 LFD 신호가 인가되는 터치 전극들이며, 회색 부분이 접지되거나 플로우팅되는 터치 전극들이다.
즉, 중앙 부분의 좌/우측 9번째 수직 라인의 터치 전극들(257~320)이 터치 센싱을 수행할 경우, 터치 센싱 신호가 인가되는 터치 전극들(257~320)에 인접한 8번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(225~256 및 321~352)에는 LFD 신호가 인가되고, 나머지 터치 전극들(1~224 및 321~576)에는 접지(GND) 신호가 인가되거나 플로우팅 된다.
즉, 제 1 세트 및 제 2 세트의 모든 멀티플렉서들은 9번 채널(9)로 센싱 신호를 출력하고, 8번 채널(8)로 LFD 신호를 출력하며 1 내지 7번 채널(1~7)에는 접지 또는 플로우팅 신호를 출력한다.
다시 말하면, 도 7에서, 상기 제 1 스위칭 블록(10)은 센싱부(16)와 9번 채널(9)이 연결되도록 스위칭되고, 상기 제 2 스위칭 블록(20)은 LFD 신호 출력부(17)와 8번 채널(8)이 연결되도록 스위칭되고, 상기 제 3 스위칭 블록(30)은 접지단(18) 또는 플로우팅단과 1 내지 7번 채널(1~7)들이 연결되도록 스위칭된다.
또한, 상기 좌/우측 8번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(225~256 및 321~352)이 터치 센싱을 수행할 경우, 상기 좌/우측 8번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(225~256 및 321~352)에 양측으로 인접한 중앙 부분의 9번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(257~320) 및 좌/우측 7번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(193~224 및 353~384)에 LFD 신호가 인가되고, 나머지 터치 전극들(1~192 및 385~576)에는 접지(GND) 신호가 인가되거나 플로우팅 된다.
즉, 제 1 세트 및 제 2 세트의 모든 멀티플렉서들은 8번 채널(8)로 센싱 신호를 출력하고, 7번 및 9번 채널들(7, 9)로 LFD 신호를 출력하며, 나머지 1 내지 6번 채널(1~6)에는 접지 또는 플로우팅 신호를 출력한다.
다시 말하면, 도 7에서, 상기 제 1 스위칭 블록(10)은 센싱부(16)와 8번 채널(8)이 연결되도록 스위칭되고, 상기 제 2 스위칭 블록(20)은 LFD 신호 출력부(17)와 7번 및 9번 채널들(7, 9)이 연결되도록 스위칭되고, 상기 제 3 스위칭 블록(30)은 접지단(18) 또는 플로우팅단과 1 내지 6번 채널(1~6)들이 연결되도록 스위칭된다.
또한, 상기 좌/우측 7번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(193~224 및 353~384)이 터치 센싱을 수행할 경우, 상기 좌/우측 7번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(225~256 및 321~352)에 양측으로 인접한 중앙 부분의 8번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(225~256 및 321~352)) 및 좌/우측 6번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(161~192 및 385~416)에 LFD 신호가 인가되고, 나머지 터치 전극들(1~160, 257~320 및 417~576)에는 접지(GND) 신호가 인가되거나 플로우팅 된다.
즉, 제 1 세트 및 제 2 세트의 모든 멀티플렉서들은 7번 채널(7)로 센싱 신호를 출력하고, 6번 및 8번 채널들(6, 8)로 LFD 신호를 출력하며, 나머지 1 내지 5번 및 9번 채널들(1~5, 9)에는 접지 또는 플로우팅 신호를 출력한다.
이와 같은 과정을 반복하여, 좌/우측 1번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(1~32 및 545~576)이 터치 센싱을 수행할 경우, 상기 좌/우측 1번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(1~32 및 545~576)에 인접한 좌/우측 2번째 2개의 수직 라인의 터치 전극들(33~64 및 513~544)에 LFD 신호가 인가되고, 나머지 터치 전극들(65~512)에는 접지(GND) 신호가 인가되거나 플로우팅 된다.
즉, 제 1 세트 및 제 2 세트의 모든 멀티플렉서들은 1번 채널(1)로 센싱 신호를 출력하고, 2번 채널(2)로 LFD 신호를 출력하며, 나머지 3 내지 9번 채널들(3~9)에는 접지 또는 플로우팅 신호를 출력한다.
이와 같이, 터치를 센싱하는 일 수직 라인의 터치 전극들 양쪽으로 인접한 수직 라인의 터치 전극들에는 LFD 신호가 인가되고, 나머지 터치 전극들은 접지(GND)되거나 플로우팅(Floating)되므로, 소비 전력이 감소하고, 주기성 및 소리 노이즈들이 감소하게 된다.
한편, 터치 전극들의 센싱은 수평 방향의 터치 전극들을 동시에 센싱하는 방식으로 센싱할 수 있다. 예를 들면, 제 1 세트의 멀티플렉서들(32개) 중 2개의 멀티플렉서와 제 2 세트의 멀티플렉서들(32개) 중 2개의 멀티플렉서는 모든 채널로 터치 센싱 신호를 출력하고, 상기 터치 센싱 신호를 출력하는 멀티플렉서에 상하로 인접한 멀티플렉서들은 모든 채널로 LFD 신호를 출력하며, 나머지 멀티플렉서들은 모든 채널로 접지 또는 플로우팅 신호를 출력할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 터치 센싱 기간에 터치 전극에 인가되는 신호 설명도이다.
도 9에서 노란색 부분이 터치를 센싱하는 전극들이고, 파란색 부분이 LFD 신호가 인가되는 터치 전극들이며, 회색 부분이 접지되거나 플로우팅되는 터치 전극들이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 제 1 세트의 멀티플렉서들 중 16번째 및 17번째 멀티플렉서들과 제 2 세트의 멀티플렉서들 중 16번째 및 17번째 멀티플렉서들은 모든 채널로 터치 센싱 신호를 출력하고, 상기 16번째 및 17번째 멀티플렉서들에 상하로 인접한 15번째 및 18번째 멀티플렉서들은 모든 채널로 LFD 신호를 출력하며, 나머지 멀티플렉서들(1번째 내지 14번째 및 19번째 내지 32번째 멀티플렉서들)은 모든 채널로 접지 또는 플로우팅 신호를 출력한다.
즉, 제 1 세트 및 제 2 세트의 16번째 및 17번째 멀티플렉서들에서는 제 1 스위칭블럭(10)이 센싱부(16)에 모든 채널이 연결되도록 스위칭되고, 제 1 세트 및 제 2 세트의 15번째 및 18번째 멀티플렉서들에서는 제 2 스위칭블럭(20)이 LFD 신호 출력부(17)에 모든 채널이 연결되도록 스위칭되며, 나머지 멀티플렉서들(1번째 내지 14번째 및 19번째 내지 32번째 멀티플렉서들)에서는 상기 제 3 스위칭 블록(30)이 접지단(GND, 18) 또는 플로우팅단에 모든 채널이 연결되도록 스위칭된다.
그리고, 제 1 세트의 멀티플렉서들 중 15번째 및 18번째 멀티플렉서들과 제 2 세트의 멀티플렉서들 중 15번째 및 18번째 멀티플렉서들은 모든 채널로 터치 센싱 신호를 출력하고, 상기 15번째 및 18번째 멀티플렉서들에 상하로 인접한 14번째, 16번째, 17번째 및 19번째 멀티플렉서들은 모든 채널로 LFD 신호를 출력하며, 나머지 멀티플렉서들(1번째 내지 13번째 및 20번째 내지 32번째 멀티플렉서)은 모든 채널로 접지 또는 플로우팅 신호를 출력한다.
즉, 제 1 세트 및 제 2 세트의 15번째 및 18번째 멀티플렉서들에서는 제 1 스위칭블럭(10)이 센싱부(16)에 모든 채널이 연결되도록 스위칭되고, 제 1 세트 및 제 2 세트의 14번째, 16번째, 17번째 및 19번째 멀티플렉서들에서는 제 2 스위칭블럭(20)이 LFD 신호 출력부(17)에 모든 채널이 연결되도록 스위칭되며, 나머지 멀티플렉서들(1번째 내지 13번째 및 20번째 내지 32번째 멀티플렉서들)에서는 상기 제 3 스위칭 블록(30)이 접지단(GND, 18) 또는 플로우팅단에 모든 채널이 연결되도록 스위칭된다.
이와 같은 과정을 진행하여, 제 1 세트의 멀티플렉서들 중 1번째 및 32번째 멀티플렉서들과 제 2 세트의 멀티플렉서들 중 1번째 및 32번째 멀티플렉서들은 모든 채널로 터치 센싱 신호를 출력하고, 1번째 및 32번째 멀티플렉서들에 상하로 인접한 2번째 및 31번째 멀티플렉서들은 모든 채널로 LFD 신호를 출력하며, 나머지 멀티플렉서들(3번째 내지 30번째 멀티플렉서들)은 모든 채널로 접지 또는 플로우팅 신호를 출력한다.
즉, 제 1 세트 및 제 2 세트의 1번째 및 32번째 멀티플렉서들에서는 제 1 스위칭블럭(10)이 센싱부(16)에 모든 채널이 연결되도록 스위칭되고, 제 1 세트 및 제 2 세트의 2번째 및 31번째 멀티플렉서들에서는 제 2 스위칭블럭(20)이 LFD 신호 출력부(17)에 모든 채널이 연결되도록 스위칭되며, 나머지 멀티플렉서들(3번째 내지 30번째 멀티플렉서들)에서는 상기 제 3 스위칭 블록(30)이 접지단(GND, 18) 또는 플로우팅단에 모든 채널이 연결되도록 스위칭된다.
이와 같이, 터치를 센싱하는 일 수평 라인의 터치 전극들 양쪽으로 인접한 수직 라인의 터치 전극들에는 LFD 신호가 인가되고, 나머지 터치 전극들은 접지(GND)되거나 플로우팅(Floating)되므로, 소비 전력이 감소하고, 주기성 및 소리 노이즈들이 감소하게 된다.
도 10는 종래와 본 발명에 따른 터치 패널 액정 표시 장치의 주기성 노이즈 비교 그래프이다.
도 10(a)는 종래의 롱-에이치(Long-H) 방식으로 터치 패널 액정 표시 장치를 구동할 경우의 그래프이고, 도 10(b)는 본 발명에 따른 롱-에이치(Long-H) 방식으로 터치 패널 액정 표시 장치를 구동할 경우의 그래프이다.
종래에는 1.2Khz 주기로 노이즈가 발생하였으나, 본 발명에서는 주기성 노이즈가 발생하지 않았다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10, 20. 30: 스위칭 블록 16: 센싱부
17: LFD 신호 출력부 18: 접지단

Claims (6)

  1. 패널 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 터치 전극들; 및
    상기 복수개의 터치 전극들을 구동하는 복수개의 멀티플렉서들을 포함하고,
    각 멀티플렉서는
    복수개의 출력 채널과,
    상기 복수개의 출력 채널들 중 하나의 채널에 터치 센싱 신호를 출력하기 위한 제 1 스위칭 블록과,
    상기 복수개의 출력 채널들 중 상기 터치 센싱 신호가 출력되는 채널의 양쪽 인접 채널들에 LFD 신호를 출력하기 위한 제 2 스위칭 블록와,
    상기 복수개의 출력 채널들 중 상기 터치 센싱 신호 및 상기 LFD 신호가 출력되는 채널을 제외한 나머지 출력 채널들에 접지 신호 및 플로우팅 신호를 출력하기 위한 제 3 스위칭 블록을 구비하는 터치 패널 액정 표시 장치.
  2. 패널 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 터치 전극들; 및
    상기 복수개의 터치 전극들을 구동하는 복수개의 멀티플렉서들을 포함하고,
    상기 복수개의 멀티플렉서들은
    모든 출력 채널들에 터치 센싱 신호를 출력하는 적어도 하나의 멀티플렉서와,
    상기 모든 출력 채널들에 터치 센싱 신호를 출력하는 적어도 하나의 멀티플렉서에 상하로 인접하게 배치되어 상기 모든 출력 채널들에 LFD 신호를 출력하는 멀티플렉서들과,
    상기 모든 출력 채널에 접지 신호 및 플로우팅 신호를 출력하는 나머지 멀티플렉서를 구비하는 터치 패널 액정 표시 장치.
  3. 패널 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 터치 전극들과 상기 복수개의 터치 전극들을 구동하는 복수개의 멀티플렉서들을 구비한 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    적어도 하나의 수직 라인의 복수개의 터치 전극들에 터치 센싱 신호를 인가하고, 상기 터치 센싱 신호를 인가되는 적어도 하나의 수직 라인에 양쪽으로 인접한 수직 라인의 복수개의 터치 전극들에 LFD 신호를 인가하고, 나머지 복수개의 터치 전극들은 접지 또는 플로우팅시키는 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    각 멀티플렉서는 (n)개의 채널을 구비하고, (k)번째 채널에 터치 센싱 신호를 출력하고, (k-1)번째 및 (k+1) 번째 채널에 LFD 신호를 출력하고, 나머지 채널들을 접지 또는 플로우팅시키는 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법 (n 및 K는 자연수).
  5. 패널 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수개의 터치 전극들과 상기 복수개의 터치 전극들을 구동하는 복수개의 멀티플렉서들을 구비한 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법에 있어서,
    적어도 하나의 수평 라인의 복수개의 터치 전극들에 터치 센싱 신호를 인가하고, 상기 터치 센싱 신호를 인가되는 적어도 하나의 수평 라인에 상하로 인접한 수평 라인의 복수개의 터치 전극들에 LFD 신호를 인가하고, 나머지 복수개의 터치 전극들은 접지 또는 플로우팅시키는 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    (k)번째 멀티플렉서는 모든 채널에 터치 센싱 신호를 출력하고, (k-1)번째 및 (k+1) 번째 멀티플렉서들은 모든 채널에 LFD 신호를 출력하고, 나머지 멀티플렉서들은 모든 채널들을 접지 또는 플로우팅시키는 터치 패널 액정 표시 장치의 구동 방법.
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